Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

Инновационные виртуальные лабораторные работы

Пензенский государственный технологический университет

Важной проблемой в сфере современного образования по дисциплинам, требующих практической применения, в том числе передачи теоретических знаний в практические умения и навыки, является слабость существующих способов перехода лекционной составляющей в практическую. Данная проблема формируется на том, что в настоящее время в большинстве случаев используется 3 основных метода обучения: лекции, практические занятия, лабораторные работы. Лабораторные работы в жизни должны являться гранью между лекционными знаниями и практическим применением. Проблема в том, что лекционные и практические занятия не вызывают видения практического отражения в жизни. Обучающийся, при изучении дисциплины, не имеет четкого представления изучаемого при проектировании на жизненные реалии.

Основной задачей работы авторов является выявление грани перехода теоретических знаний в практические и реализация такого решение, которое сделает градиент перехода теории в практику более плавным и обеспечит у обучаемого высокий коэффициент переноса теоретических знаний на практическую составляющую с точки зрения осознания изучаемого материала.

Исследования по выявлению грани перехода теоретических знаний на практические умения начались на дисциплине "Физика", и в ходе опроса учащихся, предположения, что существующие способы передачи лекционных материалов на практическую деятельность не имеют необходимой эффективности, подтвердились. Поскольку предположения подтвердились, то было решено искать возможность  решения поставленной задачи в сфере образования, на основе дисциплины "Физика".

По результатам исследований и анализа результатов была выявлена следующая потребность -интерактивные лабораторные работы. Эта потребность обусловлена тем, что интерактивный метод является подходящим инструментов, который позволяет создать промежуточный этап между теорией и практикой -выполнить поставленную задачу. Каждый представитель нынешнего поколения умеет пользоваться компьютером, ему проще взаимодействовать с ним, нежели с методическими пособиями, логическими преобразованиями полученной информации с последующим восприятием  , визуализированным представлением, создавать которое склонен не каждый человек, позволяющим представить изученное в реальности.

С виртуальной лабораторной работой нового формата, ученик может создать упрощенную проекцию полученных теоретических знаний на компьютере, которая позволит отразить теорию на практику, дополнить её, показать все зависимости. В случае, если обучающийся не справляется, он  может открыть в программе справку. После выполнения нескольких таких работ, ученик будет понимать изучаемую тему, понимать её практическое применение. Обучающемуся не составит сложности провести свои исследования, выявить зависимость одних инструментов от других, и  самостоятельно повторить выполнение за рамками компьютера -в реальной жизни. Следующим преимуществом данного решения является то, что возможно изучать практическое применение темы, которую не получится изучить в условиях предоставляемых лабораторий по следующим причинам: отсутствие оборудования, опасность для здоровья.

Анализируя уже существующие разработки по данной теме, были выявлены аналоги, но у всех предложений есть существенные недостатки. Основным недостатком  является то, что все условия при выполнении работы считаются идеальными, а это значит, что при многократном выполнении работы  будет один и тот же результат, а значит, что программа составлена без учета возможных погрешностей и внешних влияний. Выполнение такой работы не даёт объективности, не позволяет отследить зависимость. Так же имеется ряд других недостатков, таких как высокая цена, сильно ограниченный функционал, неудобный интерфейс по отзывам пользователей и другие.

С учетом ошибок существующих аналогов разрабатывается инновационная виртуальная лабораторная работа по физике, в основу которой входит  создание реальных условий на виртуальном пространстве. В случае многократного выполнения лабораторной работы  при одних и тех же условиях в итоге будут выводиться различные результаты. Еще одним преимуществом является использование инструментов нового поколения: 3D-графики. Использование современных инструментов и качественного подхода при разработке позволяет создать продукт, который в состоянии оказать ценность сфере образования. 

Вид представления доклада  Публикация
Уровень  Бакалавриат

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.